[发明专利]热交换器，特别是废气热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换器，特别是涉及一种带有至少一个金属表面，尤其 是铝或优质钢表面的热交换器，介质尤其是废气冲击其表面，该热交换器的 表面具有涂层。本发明还涉及一种制造上述热交换器的方法。

背景技术

在废气热交换器中，主要来自于柴油机的废气，与水分和温度共同作 用，使所用的金属受到腐蚀破坏。为防止腐蚀可采用耐热涂料。

发明内容

本发明的目的是提供一种热交换器以及实现上述热交换器的制造方法。 该热交换器特别是一种带有至少一个金属表面，尤其是铝或优质钢的表面 的热交换器，介质尤其是废气冲击其表面，该热交换器的表面具有涂层，所 述涂层比传统的涂料具有更优的特性。

本发明的目的是这样实现的：一种热交换器，特别是一种带有至少一个 金属表面，尤其是铝或优质钢的表面的热交换器，介质尤其是废气冲击其 表面，该热交换器的表面具有涂层，所述涂层包括一种基于纳米技术的涂层 材料，优选的，涂层包括至少一种纳米材料或纳米结构。涂层是透明的， 并且具有非常好的化学耐蚀性。

本发明的热交换器的一个优选的实施例的特征在于，所述涂层包括一种 由有机成分和无机成分组成的主要组分。在交联温度的作用下，可以在较 宽范围内定义和改变涂层的材料的特性。

本发明的热交换器的另一个优选的实施例的特征在于，涂层含有硅。 优选的是，通过使用适合的催化剂，在分解乙醇的同时，有目的地水解有 机(烷氧基)硅烷。

本发明的热交换器的又一个优选实施例，其特征在于，涂层包括钛， 锆，铝，镁，锌，和/或钙。不同的物质构成特定的无机网状结构。

在上述热交换器，特别是废气热交换器的制造方法中，前述的目的是这 样实现的：涂层是由溶胶与凝胶状态相互转换的过程产生的。在溶胶转化 成凝胶的过程中，产生纳米材料。通过水解和浓缩反应，液体中产生一种 有分子夹层的三维网状物，热处理过程使凝胶进一步转化为纳米材料或纳 米结构。

本发明的制造方法的一个优选的实施例的特征在于至少一种溶胶被用 于将要涂覆的表面。要涂覆的表面可以任何适当的方式浸渍于溶胶中。

本发明的制造方法的另一个优选的实施例的特征在于溶胶是经过处理 的，优选的处理方法是热处理。

本发明的制造方法的又一个优选的实施例，包括如下步骤：使需涂覆 的热交换器浸入到涂层材料中，然后将其沥干；沥干后的热交换器在一个 烘干炉中加热。将需涂覆的热交换器强制浸入到涂层材料中，然后再沥 干。优选的，再将热交换器悬挂起来，以使所有多余的涂层材料能流出， 而不会在内部形成不想要的积聚物。粘附在热交换器出口的滴状物质可通 过适当的方式去除，例如可通过压缩空气或静电式滴状物去除装置去除。

下面详细描述不同的实施例，更进一步描述本发明的优点，特征和详 细说明。这里权利要求和说明书提及的各技术特征或是单独或是任意组 合，对本发明来说都是有实质意义的。

本发明涉及一种热交换器，由铝或优质钢制成。该热交换器有一个空 腔，当热交换器运作时废气流过该空腔。所述空腔涂有基于纳米技术的涂 层材料。该涂层材料主要成分包括无机成分和有机成分。在交联温度的作 用下，可以在较宽范围内限定涂层的特性。炉温高时，更高比例的有机质 含量被排出，也就是说具有更大程度的交联，因此涂层的耐侵蚀性被提 高。当炉温低时，有机质含量的比例更大，也就是说，涂层的延展性变得 更好。

按照本发明的一个方面，将需涂覆的热交换器强制浸入到涂层材料 中，然后再沥干。之后将热交换器悬挂起来，以使多余的涂层材料完全排 掉，而不会在内部形成积聚物。粘附在出口的滴状物质可通过适当的方式 去除，例如可通过压缩空气或静电式滴状物去除装置去除。然后废气热交 换器通过一个烘干炉。

这里，涂层通过一个溶胶-凝胶过程产生，例如，所谓的ORMOCER涂 层。ORMOCER是指在慕尼黑发展应用研究的Fraunhofer Gesellschaft的一 个商标。为了获得涂层，通过使用适当的催化剂，使有机硅烷水解，从而 使如甲醇，乙醇等醇分解。随后的浓缩反应将导致无机氧化结构的有机改 性的形成。对于无机网状的改性，硅也可以部分的由其他元素替代，特别 是钛、锆、或铝元素。另外，镁、锌、钙可以合并在一起。在浸涂过程中 水溶性醇溶胶涂于要涂覆的热交换器上，再经热处理。这样形成交联聚合 层。

涂层除了防腐蚀和防水的作用外，同时还可以防止灰尘，微粒，烟灰 和油膜的粘附。当应用“ORMOCER”涂层时，氟硅氧烷的成分占ORMOCER涂 层的0.1到10％，优选的是0.5到5％，特别是含有1到2％时，这种疏油的效果就 能实现。通过添加具有高度氟化的烷基链的烷氧基硅烷可获得同时疏水和 疏油的特性的结合层。这里通过F13(CF₃-(CF₂)₅-)和F16(CF₂H-(CF₂)₇-)的硅 烷可获得显著有益的效果。